Charles-François Mathis a travaillé sur la pensée des mouvements de protection de la nature en Angleterre au XIXe siècle (In Nature We Trust. Les paysages anglais à l’ère industrielle, 2010), dans une approche d’histoire culturelle, qui est l’un des fils conducteurs de ses recherches. Après la co-écriture d’un ouvrage avec Emilie-Anne Pépy sur la place de la nature dans les villes françaises depuis 4 siècles (La Ville Végétale, 2017), il a entrepris des recherches en histoire de l’énergie (direction, avec Geneviève Massard-Guilbaud de Sous le Soleil. Systèmes et Transitions énergétiques du Moyen Âge à nos jours, 2019), qu’il mène actuellement. Au travers d’une histoire culturelle et matérielle du charbon en Angleterre de 1840 à 1940, il s’agit de comprendre comment les Britanniques se représentaient et vivaient au quotidien leur dépendance à une source d’énergie polluante et épuisable.